牛頓定律的知識點及應用

2022-06-09 20:30:05 字數 3820 閱讀 3106

一.應用牛頓定律解決的兩類其本問題.

牛頓第二定律給出了加速度是聯絡力和運動的橋梁.知道物體的受力情況時,可以根據牛頓第二定律求出加速度.進而結合運動的初始條件,求出它做什麼運動,以及速度、位移等,當知道了物體的運動情況時,按照運動學公式求出加速度,進而根據牛頓第二定律求出物體的受力情況,簡而言這,應用牛頓定律解決的兩類基本問題就是:

1.已知受力情況求運動情況;2.已知運動情況,求受力情況.

二.應用牛頓第二定律解題的基本分析方法.

應用牛頓第二定律解題的關鍵在於抓住受力情況與運動情況之間的橋梁──加速度.

應用牛頓第二定律解題的基本方法是:

受力分析合力f合a運動情況.

應用牛頓第二定律解題常採用正交分解方程.物體受到三個或三個以上的力作用時,可將物體受力到相互垂直的x,y兩個方向上去,同時將物體的加速度也對應分解到這兩個方向上去,分別沿x,y方向列出分式

三.應用牛頓第二律解題的步驟是:

1.選擇研究物件.

2.對研究物件進行正確受力分析,畫出受力圖,找出合外力.

3.分析研究物件的運動情況,找出加速度.

4.建立座標列方程,其中乙個座標的正方向常選為加速度的方向.

5.統一單位,解方程,得出結果.

【解題點要】

1. 如圖甲所示,乙個人用於水平方向成300的斜向下的推力f推乙個重g=200n的箱子勻速前進,箱子與地面之間的動摩擦因數為μ=0.4(g取10m/s2),求:

⑴.推力f的大小。

⑵.若人不改變推力的大小,只把力的方向變為水平去推這個靜止的箱子,如圖乙所示,推力作用時間t=3.0s後撤去,箱子最遠運動多長距離?

解:⑴箱子處於平衡狀態

2、物體在斜面上運動

一物體沿傾角為θ的斜面以初速度v上滑,物體和斜面間的動摩擦因數為μ,求(1)物體沿斜面上公升時的加速度,下降時的加速度

(2)物體沿上公升的最大距離

(3)回到出發點時的速度

(4)比較上公升與下滑時的加速度大小和時間

練習:有乙個傾角為37°的固定斜面,斜面長,現將乙個質量的物體放在斜面頂端,對物體施加乙個沿斜面向上的恒力f作用f=2.4n。

物體從靜止開始沿斜面勻加速下滑,經過時間2s,物體恰好滑至斜面底端。

(1)求物體與斜面間的動摩擦因數;

(2)若對物體施加一水平向右的恒力f′,可使物體自斜面底端從靜止開始仍經2s勻加速上公升回到斜面頂端,問應加多大的水平恒力f

3 連線體問題

1. 連線體:一些(通過斜面、繩子、輕杆、重力場、電場、磁場等)相互約束的物體系統叫連線體。連線體問題「連線」的本質是物體之間的相互作用力。

2. 連線體問題的解法:

(1)整體法

①定義:就是把幾個物體視為乙個整體,作為研究物件。進行受力(外力,性質力)分析和運動分析。

條件:① 連線體的各部分加速度相同;② 不涉及物體之間的相互作用力,求聯接體中的加速度或合外力時。

(2) 隔離法

①定義:是把要分析的物體從連線體中隔離出來,作為研究物件進行受力分析。將物體間的內力轉化為外力。

③條件:①當各部分加速度不同時,一般採用「隔離法」;②在分析連線體內各物體(或乙個物體的各個部分)間的相互作用力時必須用隔離法。

整體法求加速度,隔離法求相互作用力。

【同步練習】

一、選擇題

1.圖1中的ab、ac、ad都是光滑的軌道,a、b、c、d四點在同一豎直圓周上,其中ad是豎直的.一小球從a點由靜止開始,分別沿ab、ac、ad軌道滑下b、c、d點所用的時間分別為t1、t2、t3.則 [ ]

a.t1=t2=t3 b.t1>t2>t3 c.t1<t2<t3 d.t3>t1>t2

2.圖2中的ad、bd、cd都是光滑的斜面,現使一小物體分別從a、b、d點由靜止開始下滑到d點,所用時間分別為t1、t2、t3,則 [ ]

a.t1>t2>t3 b.t3>t2>t1 c.t2>t1=t3 d.t2<t1>t3

3.如圖3所示,在水平地面上的小車內有一水槽,水槽中的水面和水平面的夾角為α,則由此可判斷出小車的運動情況可能是 [ ]

a.向左做加速運動 b.向左做減速運動

c.向右做加速運動 d.向右做減速運動

4.如圖4所示,一鐵球被彈簧拉住,靜止時兩彈簧在一條豎直線上,且均處於伸長狀態.當箱子由靜止開始加速下落時 [ ]

a.上面彈簧的長度變短,下面彈簧的長度變長

b.上面彈簧的長度變長,下面彈簧的長度變短

c.上面彈簧的彈力變小,下面彈簧的彈力變大

d.上面彈簧的彈力變大,下面彈簧的彈力變小

5.如圖5所示,在原來靜止的木箱內的水平底面上放著物體a,a被一伸長的彈簧(彈簧軸線沿水平方向)拉住而靜止,在以後的運動中發現物體a被拉動了,則木箱的運動情況可能是 [ ]

a.加速下降

b.減速上公升

c.勻速向右運動

d.加速向左運動

6.在托盤彈簧秤上放一水杯,秤盤中還放有一鐵塊,此時彈簧秤的示數為f1,現將鐵塊浸入於水中後由靜止開始釋放,鐵塊在水中下落過程中彈簧秤的示數為f2,則 [ ]

a.f'>f2 b.f'<f2

c.f1=f2d.前三種情況都可能

7.如圖6所示,小球的密度小於杯中水的密度,彈簧兩端分別固定在杯底和小球上.靜止時彈簧伸長△x.若全套裝置自由下落,則在下落過程中彈簧的伸長量將 [ ]

a.仍為△x b.大於△x c.小於△x,大於零 d.等於零

8.如圖7所示,放在光滑水平桌面上的物體m2,通過穿過定滑輪的繩和吊在桌面上的物體m1相連.釋放後系統加速度的大小為a1.如果取走m1,用大小等於m1所受重力的力f向下拉繩,m2的加速度為a2.則(不計滑輪摩擦及繩的質量) [ ]

a.a1=a2 b.a1<a2 c.a1>a2

9.如圖8所示,人與重物的質量相等,開始時人與重物處於同一水平高度.當人從靜止開始沿繩加速向上爬時,人與重物的運動情況是(不計繩的質量和滑輪摩擦) [ ]

a.人加速上公升,重物加速下降

b.人加速上公升,重物靜止不動

c.人和重物都加速上公升,同時到頂

d.人與重物都加速上公升,但人上公升得快

10.如圖9所示,併排放在光滑水平面上的兩物體的質量分別為m1和m2,且m1=2m2.在用水平推力f向右推m1時,兩物體間的相互壓力的大小為n1.在用大小也為f的水平推力向左推m2時,兩物體間相互作用的壓力大小為n2,則 [ ]

a.n1=n2 b.n1=n2 c.n1=2n2  d.n1=n2

二、填空題

11.如圖10所示,兩個質量相同的物體a和b緊靠在一起,放在光滑的水平面上.若兩物體同時受到大小分別為f1和f2(f1>f2)的水平推力作用,則a、b兩物體間相互作用力的大小為______.

12.如圖11所示,質量為m的木箱放在水平面上,木箱中的立桿上套著乙個質量為m的小球,開始時小球在杆的頂端,由靜止釋放後,小球沿杆下滑的加速度為重力加速度的二分之一, g.則在小球下滑的過程中,木箱對地面的壓力為_______.

三、計算題

13.如圖12所示,質量60kg的人站在水平地面上,通過定滑輪和繩子(不計其摩擦和繩子質量)豎直向上提起質量為10kg的貨物。

(1)貨物以a1=2m/s2勻加速上公升,人對地面壓力多大?

(2)貨物勻加速上公升時,其最大加速度為多大(g取10m/s2,下同)?

14.如圖13所示,體積相同的兩個小球a和b用1m長的細線相連,a的質量為m,b的質量為2m.將它們都浸入水中後恰能處於靜止狀態.求:(1)此時細線的張力.(2)若細線被剪斷,2s後兩球相距多遠?(設水足夠深)

答案   一、選擇題

1.a 2.d 3.ad 4.a 5.abd 6.a

7.d 8.b 9.c 10.b

二、填空題

三、計算題

13.480n,50m/s2

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